AT506853B1 - Kalander - Google Patents

Abstract

Ein Kalander weist wenigstens einen Walzenstapel auf, in welchem sich eine untere (25B) und eine obere Walze (21B) und wenigstens eine Zwischenwalze (22B-24B) befinden, deren Lagerschalen auf der Antriebs- und Bedienseite von einem Schwenkarm (32B-34B) gehalten sind, wobei der Schwenkarm (32B-34B) des weiteren an einem Entlastungszylinder (42B-44B) abgestützt ist. Es ist kennzeichnend für den Kalander, dass jeder Entlastungszylinder (42B-44B) mit einem pQ-Ventil (A) und einem Linearsensor (B) versehen ist.

Description

österreichisches Patentamt AT 506 853 B1 2011-02-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

[0002] Die Erfindung betrifft auch einen Kalander gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 2.

STAND DER TECHNIK

[0003] Kalandrieren wird im Allgemeinen durchgeführt, um die Eigenschaften, wie zum Beispiel Glätte und Glanz, eines bahnartigen Materials, wie zum Beispiel einer Papier- oder Pappebahn, zu verbessern. Beim Kalandrieren wird die Bahn in einen Nip bzw. Walzenspalt, d. h. einen Kalandrierspalt, eingeführt, der zwischen gegeneinander gepressten Walzen gebildet ist, wobei in dem Walzenspalt die Bahn aufgrund der Einwirkung von Temperatur, Feuchtigkeit und Walzenspaltdruck deformiert wird. In einem Kalander sind Walzenspalte zwischen einer mit einer glatten Oberfläche versehenen Presswalze, wie zum Beispiel einer Metallwalze, und einer mit einer flexiblen Deckschicht versehenen Walze, wie zum Beispiel einer Polymerwalze, gebildet. Die Walze mit einer flexiblen Oberfläche passt sich den Formen der Bahnoberfläche an und presst die gegenüberliegende Seite der Bahn gegen die mit der glatten Oberfläche versehenen Presswalze gleichmäßig an. Im Folgenden bezieht sich Kalanderwalzen auf einen Kalandrierspalt bildende Walzen, eine obere Walze bezieht sich auf die oberste Walze eines Walzenstapels, eine untere Walze bezieht sich auf die unterste Walze eines Walzenstapels und eine Zwischenwalze bezieht sich auf eine oder mehrere Walzen zwischen der oberen Walze und der unteren Walze. Ein oberer Walzenspalt bezieht sich auf den obersten Kalandrierspalt, welcher zwischen der oberen Walze und der Kalandrierwalze unterhalb der oberen Walze gebildet ist, ein unterer Spalt bezieht sich auf den untersten Kalandrierspalt des Walzenstapels, welcher zwischen der unteren Walze und der Kalandrierwalze oberhalb der unteren Walze gebildet ist, und Zwischenspalte beziehen sich auf die Kalandrierspalte, die mittels der Zwischenwalzen zwischen dem oberen Walzenspalt und dem unteren Walzenspalt des Kalanders gebildet sind.

[0004] Die finnische Patentschrift 96334 beschreibt ein Verfahren zum Kalandrieren von Papier oder einem ähnlichen Bahnmaterial in einem Kalander. Bei dem Verfahren wird das zu ka-landrierende Bahnmaterial durch Walzenspalte geleitet, welche durch eine biegungskompensierte obere Walze und eine biegungskompensierte untere Walze und durch zwei oder mehr zwischen den oberen und unteren Walzen angeordneten Zwischenwalzen gebildet sind. Die Walzen sind als ein im Wesentlichen vertikaler Walzenstapel angeordnet. Solche Walzen, in welchen die Form der natürlichen, durch ihr Eigengewicht erzeugten Biegungslinie im Wesentlichen gleich ist, werden als Zwischenwalzen verwendet. Die durch die Massen der Zwischenwalzen und die mit denselben in Verbindung stehenden Hilfsvorrichtungen erzeugte Walzenspaltlast wird bei dem Verfahren im Wesentlichen vollständig entlastet und eine einstellbare Last wird mittels der biegungskompensierten oberen oder unteren Walze und/oder mittels einer auf die obere oder untere Walze aufgebrachten externen Last auf die Kalandrierspalte aufgebracht.

[0005] Typischerweise wird die Kompression in einem Mehrwalzenkalander durch Befestigen der oberen oder unteren Walze des Walzenstapels an ihrem Ort und durch Drücken des Walzenstapels gegen die an ihrem Ort befestigte Walze erzeugt. Alternativ ist es möglich, sowohl die oberen als auch die untere Walze zueinander zu drücken, entweder so, dass keine der Zwischenwalzen fest an ihrem Ort verriegelt ist, oder so, dass wenigstens eine der Zwischenwalzen fest an ihrem Ort verriegelt ist. Es ist möglich, die Biegungen der Walzen mittels in den oberen und unteren Walzen angeordneten biegungskompensierenden Vorrichtungen zu kompensieren, so dass die Walzenspalte eine lineare Form erfordern.

[0006] Die Entlastung von sich bewegenden Zwischenwalzen wird bei aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen mittels sogenannter UNIX-Datenverarbeitung bzw. Berechnung durchgeführt. Eine UNIX-Datenverarbeitung basiert auf einer Mechanik, bei welcher die Walze und mit derselben verbundene Teile, wie zum Beispiel Lagerschalen, Tragarme und 1/7 österreichisches Patentamt AT 506 853 B1 2011-02-15

Entlastungszylinder, in ein System beweglicher Massen modelliert sind. Es handelt sich um sehr komplizierte Berechnungen, die ihre eigene HP-Arbeitsstation und eine in hohem Maße in der Berechnung von Zwischenwalzen spezialisierte Person erfordern.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

[0007] Bei der Anordnung gemäß der Erfindung wird die UNIX-Datenverarbeitung durch automatisches Wiegen ersetzt. Das automatische Wiegen wird dadurch erreicht, dass die Entlastungszylinder von jeder Zwischenwalze sowohl auf der Antriebs- als auch auf der Bedienseite mit einem pQ-Ventil und einem Linearsensor versehen werden. Jede Zwischenwalze wird beginnend von der obersten Zwischenwalze mit dem Q-Befehl des Ventils und durch Überwachen des Messwerts des Linearsensors zu der normalen Betriebsposition langsam angehoben. In der Nähe der Betriebsposition werden Druckwerte während der nach oben und nach unten gerichteten Bewegung gelesen und der Durchschnitt der Messwerte wird als der Entlastungsdruck verwendet, zu welchem mögliche Über- und Unterentlastungen hinzuaddiert werden.

[0008] Die prinzipiellen kennzeichnenden Merkmale des Verfahrens gemäß der Erfindung sind in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben.

[0009] Die prinzipiellen kennzeichnenden Merkmale des Kalanders gemäß der Erfindung sind in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 2 angegeben.

[0010] Beim automatischen Wiegen werden Veränderungen der Massen der Zwischenwalzen in Betracht gezogen, welche nach der Inbetriebnahme auftreten können und welche z.B. durch die Tatsache verursacht werden können, dass der Kunde eine mit einer Zwischenwalze verbundene Schaberklinge nach vielen Jahren stilllegt.

[0011] Beim automatischen Wiegen ist es möglich, das Schleichen der Entlastungsdrucksensoren in Betracht zu ziehen. Des Weiteren kann die Massendifferenz der Antriebs- und Bedienseite automatisch kompensiert werden, was in Anordnungen gemäß dem Stand der Technik eine manuelle Einstellung erforderte.

[0012] Das automatische Wiegen zieht Reibungen in Betracht, welche mit den Tragsystemen der Zwischenwalze in Verbindung stehen und automatisches Wiegen kann als Hil-fe/Unterstützung bei Fehlerdiagnosen verwendet werden.

[0013] Automatisches Wiegen zieht auch die Veränderung des Mittelpunkts der Massen in Betracht, welcher durch eine Offset-Vorrichtung bewirkt wird. Heutzutage wird dies bei aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen nicht in Betracht gezogen.

[0014] Die Anordnung gemäß der Erfindung kann in sämtlichen Mehrwalzenkalandern verwendet werden, welche wenigstens eine Zwischenwalze beinhalten. Der Mehrwalzenkalander kann aus einem Walzensatz oder vielen Walzensätzen bestehen, bei welchem die Walzen einen Walzenstapel bilden. Der Walzenstapel kann vertikal sein oder er kann einen Winkel mit der Vertikalebene bilden.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

[0015] Fig. 1 zeigt einen aus zwei Walzensätzen gebildeten Mehrwalzenkalander, bei welchem die Anordnung gemäß der Erfindung verwendet werden kann.

[0016] Fig. 2 zeigt den zweiten Walzensatz des in Fig. 1 dargestellten Mehrwalzenkalanders und mit den Walzen verbundene Haltesysteme.

[0017] Fig. 3 zeigt einen Abschnitt einer Befestigungsanordnung einer Zwischenwalze.

BESCHREIBUNG VON VORTEILHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

[0018] Fig. 1 zeigt einen Mehrwalzenkalander, in welchem die Anordnung gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Der Mehrwalzenkalander weist zwei Walzensätze 20A, 20B auf, wobei in den Walzenspalten bzw. Nips zwischen den Kalanderwalzen des Walzensatzes eine Faser- 2/7 österreichisches Patentamt AT 506 853 B1 2011-02-15 bahn W kalandriert wird. Die Walzen eines ersten Walzensatzes 20A sind von oben betrachtet mit den Bezugszeichen 21A-25A und die Walzen eines zweiten Walzensatzes 20B mit den Bezugszeichen 21B-25B bezeichnet. Eine oberste und eine unterste Walze 21A, 25A; 21B, 25B von beiden Walzensätzen 20A, 20B sind mit einer Polymeroberfläche versehene biegungskompensierte Sym-Walzen. Eine oberste und eine unterste Zwischenwalze 22A, 24A; 22B, 24B von beiden Walzensätzen 20A, 20B sind wiederum Stahlwalzen, entweder heizbare und/oder kühlbare Walzen, und mittlere Walzen 23A, 23B sind mit einer Polymeroberfläche versehene Walzen.

[0019] Fig. 2 zeigt den zweiten Walzensatz 20B des in Fig. 1 dargestellten Mehrwalzenkalan-ders und mit den Walzen in Verbindung stehende Haltesysteme. Die untere Walze 25B des Walzensatzes 20B ist an ihren Lagerschalen sowohl auf der Antriebs- als auch auf der Bedienseite mit einer Zylindervorrichtung 50 gehalten und die obere Walze 21B ist fest an dem Kalanderrahmen gelagert. Die Zwischenwalzen 22B-24B sind mittels Schwenkarmen 32B, 33B, 34B an dem Kalanderrahmen gehalten und die Schwenkarme werden mittels Entlastungszylindereinrichtungen 42B, 43B, 44B um Schwenkpunkte bewegt.

[0020] Jede Entlastungszylindereinrichtung 42B, 43B, 44B ist mit einem pQ-Ventil A und einem Linearsensor B versehen, welche mit einer Steuereinheit 100 verbunden sind. Die Zwischenwalzen werden, beginnend von der obersten Zwischenwalze 22B mit dem Q-Befehl des pQ-Ventils A und mittels Überwachen des Messwerts des Linearsensors B zu der normalen Betriebsposition langsam angehoben. In der Nähe der Betriebsposition werden während der nach oben und unten gerichteten Bewegung Druckwerte gelesen und der Durchschnitt der Messwerte wird als Entlastungsdruck verwendet, zu welchem mögliche Über- und Unterentlastungen hinzuaddiert werden.

[0021] Als die obere 21B und die untere Walze 25B des Walzensatzes 20B können Walzen mit einem beweglichen Mantel verwendet werden, wodurch die Zwischenwalzen 22B-24B zwischen der oberen 21B und der unteren Walze 25B schwimmend angeordnet sein können. Die Walzenspalte des Walzensatzes 20B werden durch Anheben der unteren Walze 25B durch die Zylindereinrichtung 50 nach oben geschlossen, wonach die Walzenspalte durch die Mäntel der oberen 21B und unteren Walze 25B belastet werden.

[0022] Fig. 3 zeigt einen Schnitt einer Befestigungsanordnung einer Zwischenwalze. Eine Welle 22C der Zwischenwalze 22B befindet sich in einer Lagerschale 22D, welche von einem Schwenkarm 32B gehalten ist. Der Schwenkarm 32B ist an dem Rahmen R mittels eines Bolzens 32C an dem Schwenkpunkt angebracht. Der Entlastungszylinder ist an dem Schwenkarm 32B an einem Punkt 32D angebracht. Die Bewegung des Entlastungszylinders ist senkrecht gegen die Ebene der Figur. Das Lager des Schwenkarms 32B in dem an dem Rahmen R angebrachten Bolzen 32B wird üblicherweise durch Bronzelager ausgeführt, bei welchen es schwierig ist, eine unter sämtlichen Bedingungen arbeitende, effektive Schmierung vorzusehen. Die Bewegungen des Walzensatzes sind klein und die Bewegungszyklen sind periodisch. Aufgrund des Schmierproblems erhöhen sich die Reibungskräfte und dies macht wiederum das Steuern der Walzenspaltkräfte schwierig. Ein separates Schmiersystem führt ebenfalls zu zusätzlichen Kosten und einem Serviceerfordernis. Die Bronzebuchsen der Zwischenwalzen und die Gleitführungen der unteren Walze können durch selbstschmierendes Bronzematerial, welches üblicherweise Graphit beinhaltet, ersetzt werden. Auch Lagerbüchsen aus Kompo-sitmaterial können als Lagerelemente dienen. Mit einer solchen Anordnung werden konstante Reibungsbedingungen erreicht und weil sie wartungsfrei ist, sind keine separaten Schmiersysteme erforderlich.

[0023] In den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen sind die Walzenstapel 20A, 20B im Wesentlichen vertikal, aber die Walzenstapel 20A ,20B können vom Gesichtspunkt der Erfindung aus selbstverständlich auch einen Winkel mit der vertikalen Ebene bilden. Eine über die Mittelpunkte der Walzen gezogene Linie kann eine gerade oder eine gestrichelte Linie bilden.

[0024] Oben wurden nur einige vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und 3/7

Claims (3)

1. österreichisches Patentamt AT 506 853 B1 2011-02-15 es ist dem Fachmann klar, dass verschiedene Änderungen an denselben innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche vorgenommen werden können. Patentansprüche 1. Verfahren zum Entlasten von Zwischenwalzen eines Kalanders, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: - jede Zwischenwalze (22B-24B) wird, beginnend von einer obersten Zwischenwalze (22B) mit dem Q-Befehl eines pQ-Ventils (A), welches mit einem Entlastungszylinder (42B-44B) der Zwischenwalze verbunden ist, und mittels Überwachen des Messwerts eines Linearsensors (B) zu der normalen Betriebsposition der Zwischenwalze (22B-24B) angehoben, - die Druckwerte des pQ-Ventils werden während der nach oben und unten gerichteten Bewegung der Zwischenwalze (22B-24B) gelesen und der Durchschnitt der Messwerte wird als der Entlastungsdruck der jeweiligen Zwischenwalze (22B-24B) verwendet, zu welchem mögliche Über- und Unterentlastungen hinzuaddiert werden.
2. 2. Kalander, welcher wenigstens einen Walzenstapel (20B) aufweist, in welchem sich eine untere (25B) und eine obere Walze (21B) und wenigstens eine Zwischenwalze (22B-24B) befinden, deren Lagerschalen auf der Antriebs- und Bedienseite von einem Schwenkarm (32B-34B) gehalten sind, wobei der Schwenkarm (32B-34B) des weiteren an einem Entlastungszylinder (42B-44B) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Entlastungszylinder (42B-44B) mit einem pQ-Ventil (A) und einem Linearsensor (B) versehen ist. Hierzu
3. 3 Blatt Zeichnungen 4/7